高频高压发生器培训资料PPT课件下载推荐.pptx

1、管电流和管电压闭环控制，保证mA和kVp误差很小具有电源电压自动补偿功能为每一个X射线管设置和存储过热保护条件预存摄影或透视操作参数，操作时可从一种技术条（曝光参数）快速切换到另一种技术条件（曝光参数）1.3 可选件程序摄影功能（APR）：可预存6种共500多个患者体型数据，供使用时选择和调用自动曝光控制（AEC）：本系统最多可以安装多达4个（电 离或固态类型）探测器，每个探测器均可单独校准。可以在发生器上连接多达4个电离室可以使系统扩展为使用2个X射线球管（双管位）点片/透视选件：在可变速率下进行脉冲透视或连续透视，标准对 比 度、高对比度和高照射剂量3种选择；自动亮度控制（ABC）功能高速

2、转子控制器二、操作原理1.简介2.发生器系统构成发生器提供给X线球管控制：高压灯丝加热电流阳极旋转控制（可选配1个或2个X线球管）确保在操作室内与不同设备的通信提供外部连接接口在控制台配有程序摄影功能（APR）2.1 简介2.2 发生器系统构成 见方框图（插图1和插图2）输入电源箱提供整个X线操作间，包括发生器的电源。单相或三相电源经整流、滤波，为IGBT逆变器和高速转子启动器 提供直流电压（从300到750VDC）。IGBT逆变器产生一个频率为25kHz，脉宽可调的交变电压，送到 高压油箱内高压变压器初级。高压变压器次级将交流电压整流、滤波后产生一直流高压（可达150kV）提供给X线球管。后

3、面板上变压器T2为整个发生器提供控制工作电压（DC和AC）。发生器前面板控制：逆变控制和高压校准（高压控制板）灯丝加热电流（灯丝驱动板）mA 校准和控制（高压控制板）管位和灯丝大、小焦点切换（接口板）灯丝驱动板 为球管提供灯丝加热电流（大、小焦点）。接口板 用于管位改变和灯丝大、小焦点切换，以及发生器的开/关机。低速转子启动器或高速转子启动器 用于球管旋转阳极的启动和制动。控制台同样控制所有兼容设备，例如：滤线栅体层摄影配件自动曝光（AEC）装置点片装置控制台用于控制和监示发生器（包括摄影程序选 项）。三、功能分析1.发生器开/关机2.发生器系统和电源模块接通3.串行通信4.ATP 控制台5.

4、高压控制器6.闭环操作7.低速转子启动器8.高速转子启动器9.功率模块10.自动亮度控制（ABC）11.自动曝光控制（AEC）三、功能分析3.1 发生器开/关机发生器发生器有一恒定 11 V 电源，提供系统的开/机功能（见插图 3）。当“ON”按钮被按下，发生器开机。三、功能分析2.发生器系统开机和电源模块接通在按下控制台开机键后，整流板上K3继电器吸合，发生器控制电 源得电，ATP控制台和高压控制板开始检查整个系统。如果检查 正确，ATP控制台（控制台CPU板）发出主系统线电源接触器K5 闭合命令（见插图 4）。这时线电源通过限流电阻6R1、噪声抑制器（LF1）、整流（CR1-CR6）和电感

5、L2，对电容组C1-C4 进行限流充电。通过充/放电监示板检查电容组充电，高压控制板进行充电值校 验。当电容组电压正确时，高压控制板发出充电接触器K6闭合命令，短接限流电阻6R1，允许电流直接送到电源模块（见插图5）。三、功能分析3.3 串行通信串行通信在ATP板）和高压控制板之间同步进行（完全隔离）（见 插图 6）。控制台的系统操作和球管保护是完全智能化的，主机柜（高压控 制板）接受和执行来自ATP板的命令。所有校准数据存（k 储 V 在 p，主m 机 A 柜）（高压控制板）U3芯片上。从ATP板）和高压控制板的任何一边传输数据时，都必须包含以 下两种信号：时钟信号，用于微处理器中断和数据同

6、步与时钟同步的数据信号当串行通信工作时，ATP控制台CPU板上DS2和高压控制板上DS1指示灯闪烁。三、功能分析4.ATP控制板ATP控制板的核心部分是中央处理器8088（U30）。发生器的主要程序存储在4Mb EPROM 储存器（U24）。EEPROM（U18）存储（为安全防止数据丢失，在两个不 同存储器区域存储相同数据）：APR备份数据的拷贝工作位设置X射线曝光数NVRAM存储器（U23）存储以下数据：X线球管累积的热容量；发生器开机状态下，控制台最后一次设定的工作条件（曝光参数，AEC装置和工作位）；APR的更新数据。所有APR的更新数据会首先存储到NVRAM存储器中，并在下一次开机时拷

7、贝到 EEPROM（U18）。U4（看门狗）：系统监测，消除微机操作时的干扰。U25（8279）：键盘控制。U11（8255）：显示控制。U21（8253）：曝光定时器和通用定时器。U29（8259）：中断控制器。用于管理所有对微处理器的中断 请求，功能如下：（IR0）AEC 中止，在自动曝光控制下结束X线曝光。（IR1）传送数据中断，控制串行通信输出。（IR2）曝光定时器控制。（IR3）透视数据串行通信输入。（IR4）高压控制器数据串行通信输入。（IR5）透视外同步信号输入。（IR6）通用定时器和曝光后备定时器控制。（IR7）异步收发器 UART（U16 2681）RS232/422串行通信

8、控制。U6，U15（8255）：控制整个系统的通用输入输出端口 I/O。AEC 控制器（可选件）：直接与微处理器的数据总线连接。根据所选择的工作参数（kV，密度，胶片感光速率和校准数据），微处理器产生使X线 曝光中 止的基准电压，经过与电离室输出的斜率电压相比较，结束X射 线曝光过程。三、功能分析5.高压控制器U3：在 EEPROM 存储器中存储校准数据，为安全考虑，相同数据存 储在两个不同存储区域）。U4（AD7582）：模/数转换器，用来监控和管理：）。定子电流-确认低速转子启动器的工作状态（启动加速 度，运行或制动）。灯丝电流-检查灯丝的加热值。kVp-检查曝光时实际的kVp值。mA-检

9、查曝光时实际的mA值，并实行mA软件闭环控制。U5（89C51）：核心芯片（带程序存储功能微处理器）。U6（AD7837）：双路数模转换器。U6 的一路提供灯丝电流基准值。U21（AD536）把实际灯 丝的有效电流值（RMS）转换成直流值。两者一起输入脉 宽调制器 U23（TL594），产生6.6kHz调制脉宽信号，以 获得稳定的加热灯丝电流。U6 的另一路提供kVp基准值，与反馈的kVp 实际值一起输 入脉宽调制器 U19（TL594），产生25kHz调制脉宽信号，去控制逆变器功率模块。三、功能分析3.6 闭环操作 闭环框图（见插图12）发生器有两种不同种类闭环：硬件闭环和软件闭环。第一个硬

10、件闭环是灯丝电流闭环微处理器U5根据校准数据，通过数/模转换器 U6 送出灯丝电压基 准值。U21 将反馈的灯丝实际值的交流有效值（均方值）转换成 直流值，两者输入脉宽调制器U23，产生6.6kHz脉宽调制信号，控制灯丝电流保持不变。第二个硬件闭环是kV闭环微处理器U5根据控制台曝光数据，通过数/模转换器U6 送出kV基 准值，与来自高压变压器的kV反馈值（实际值）一起输入脉宽调 制器U19，产生25kHz脉宽调制信号，去控制逆变器功率模块。第一个软件闭环是mA闭环。微处理器U5通过模/数转换器U4读出mA实际值。如果选择mA软件闭环操作（高压控制器内的开关SW2-4在“OFF”位置上），微处

11、理器U5会适时调节灯丝基准值，以 保证X线球管获得正确的mA值。由于灯丝的冷却作用，当长时间曝光时，灯丝向阳极发射电 子数量变少，引起mA随曝光时间下降。为保持在长时间曝光 下mA恒定，mA闭环操作是必需的。第二种软件闭环是kV闭环。微处理器U5通过模/数转换器U4读出kV实际值。如果选择kV软件闭环操作（高压控制器内的开关SW2-3在“OFF”位置上），微处理器U5会适时调节kV基准值，保持kV恒定。在正常情况下，应使kV处于软件开环状态（SW2-位3在 置“上 O）N，”因为软件闭环容易引起kV波形过分调整，使波形 变坏。仅当发生器是单相线电压供电（调节不良时），才需 要进行kV软件闭环调

12、整。三、功能分析3.7 低速转子控制器低速转子控制器有两个球管启动连接位置，每个管位可根据所选 球管定子电压要求，选择定子电压高（220V）或低（120V）。每个管位可根据所选管球要求，选择移相电容器，标配原装东芝球 管选择40F。10K1 是一个固态继电器，安装在底板上。10K1继电器的作用是允 许加速继电器K1（KACC）在从加速电压切换到运行电压时，K1（KACC）继电器接点没有任何电流（见插图13）。第一时间段：K1（KACC）选择加速电压（220或120V）。第二时间段（50ms之后）：固态继电器10K1吸合,电流通过电流变压器T 2 T 加 1和给定子线圈。在RTRI（TP3）呈现

13、相对应正常加速电流的3.2V电压。第三时间段：固态继电器10K1断开，允许加速继电器K1（KACC）工作。在第四时间段（50ms之后）：K1切换到维持电压（60或90V）。第五时间段：固态继电器10K1再次吸合，这时在RTRI（TP3）呈现相对应 正常运行电流的1.6V电压。第六时间段：固态继电器10K1再次断开，结束运行状态。第七时间段（第六时间段之后50ms）：继电器K1（KACC）切换到刹车或 加速电压（220或120V），继电器K3（KBR）切换到刹车位置。第八时间段（第七时间段之后50ms）和第九时间段之间：固态继电器10K1 再次吸合，定子刹车。通过硅桥CR6提供整流电压到定子的两

14、个线圈。第十时间段（第九时间段之后50 ms）：加速继电器K1（KACC）再次切换到 低压位置（60或90 V）.时序结束。三、功能分析8.高速转子控制器高速转子控制器的结构图见插图14。在透视期间,球管阳极始终选择低速运转。在点片期间，有两种操作模式可以设置：1球管阳极始终运行在高速状态（SW3-3 ON）；2发生器根据球管特性，热容量计算和曝光选择，自动选择运行在高速或低速（SW3-3 OFF）；在点片期间,即使低速被选择，如果这时球管不允许在低速状态 下曝光，将自动选择高速模式。注意：一个曝光过程（用完全相同参数）运行在低速或高速，取 决于实际球管阳极温度。这意味着一个系列曝光，可以以

15、低速开始而以高速结束。高速转子控制器根据不同用途采用两种制动方式（见插图15）。主动制动（交流制动）：给旋转阳极提供一个大小相同，极性相反 的电磁场。这时阳极制动减速非常快，可以快速通过转子可能产生的 共振频率区，避免由于共振造成转子轴承和玻壳连接处的损坏。这种 制动方式可以比喻为使一架减速飞机的涡轮产生反方向气流。被动制动（直流制动）：给旋转阳极加上一个恒定电磁场，使转子 完全停止。这种制动方式可以比喻为对一架减速飞机的轮胎直接进 行刹车。三、功能分析3.9 功率模块功率模块框图（见插图17）。交流输入电源在输入整流器板被整流。整流器板上二极管上并接 R-C 保护元件，同时板上输入端在线电源到地 连接电容，滤掉高频噪声（